Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроценотические аспекты защиты кукурузы от сорных растений

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Агроценотические аспекты защиты кукурузы от сорных растений"

На правах рукописи

Ладан Сергей Семенович

АГРОЦЕНОТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗАЩИТЫ КУКУРУЗЫ ОТ СОРНЫХ РАСТЕНИЙ

Специальность 06.01.11 - защита растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений и в Государственном аграрном университете Молдовы

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Николаева Н.Г

Официальные оппоненты.

доктор сельскохозяйственных наук Егоров А.Б.

<

кандидат сельскохозяйственных наук Маханькова Т.А. Ведущее учреждение

Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии Российской сельскохозяйственной академии

Защита диссертации состоится 23 декабря 2004 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.015.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений.

Адрес 196608 Санкт-Петербург, Пушкин, шоссе Подбельского, д 3, ВИЗР,

факс (812) 470-51-10, e-rnail vizrspb@mail333 com

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений.

Автореферат разослан 23 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Г.А. Наседкина

Р00£ ■ 4" ¿ч 6

<2&т2о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Кукуруза - культура традиционная, имеющая многообразное применение и большой удельный вес в структуре посевных площадей Гибриды кукурузы обладают очень большим биологическим потенциалом урожай-нос ш, но фактором, сдерживающим его реализацию, является высокая засоренность почвы и посевов. Современные индустриальные технологии, даже при правильном применении средств химизации, не всегда лишены даже прогнозируемых отрицательных последствий. Экологический императив обуславливает поиски путей улучшения технологии возделывания сельскохозяйственных культур с целью уменьшения использования пестицидов.

Единственно возможным решением задачи при современном уровне развития способов получения продовольственной продукции является совершенствование технологии возделывания сельскохозяйсшенных кульгур и кукурузы в том числе, на основе более глубокого знания биологии вредных организмов, снижающих урожай Объектами исследований были: кукуруза, засоряющие ее сорняки, наиболее распространенные в ее посевах вредители и болезни, а также и сам агрофитоценоз в целом, сложившийся в результате длительного применения гербицидов на одном и том же участке земли.

Цель и задачи исследования Основная цель исследования - определить вредоносность сорных растений в посевах кукурузы (при различном составе, типе, длительности влияния нежелательной флоры) и на этой основе оптимизировать управление плотностью наиболее значимых сорняков с учетом их ценотических взаимоотношений с основными вредителями и болезнями кукурузы в зависимости от условий погоды, агротехнических и химических мероприятий (предшественники, тип основной обработки почвы, применение удобрений, способ контроля плотности сорняков). В задачу исследований входило- уточнение количественного и качественного состава сегетальных сообществ в посевах кукурузы, его изменений и колебаний в зонах, отличающихся по почвенным и погодным условиям, и определение фактического состава главных засорителей посевов кукурузы,

- оценка основных типов конкурентных взаимоотношений внутри агрофито-ценоза кукурузы и их критических периодов в зависимости от длительности и типа (вида) засорения,

- определение вредоносности основных сорных растений и изучение влияния на нее различных агротехнических условий,

- установление общих закономерностей во влиянии основных фитофагов и патогенов агрофитоценоза на вредоносность сорных растений,

- сравнение способов контроля плотности сегетального компонента фитоценоза на фоне длительности их применения в различных условиях и определение эффективное 1И химического метода управления численностью сорняков и путей повышения его экономической целесообразности.

Научная новизна исследований Изучены ценотические взаимоотношения внутри сегетального компонента фитоценоза кукурузы, сравнительная вредоносность злакового, двудольного и смешанного ти^Щ^щущости, ее взаимосвязь с вредоносностью южного серого долгоносика, стеблеврцвд^эд^^&^^отылька и

пузырчатой головни, как птвных спутников кукурузы при сложившейся технологии ее выращивания.

Практическая значимое 1Ь работы На основе установленных в посевах кукурузы закономерностей разви1ия сорняков и их взаимосвязей с другими объектами аг-рофитоценоза определен оптимальный срок проведения защитных мероприятий, предложены пути их оптимизации, показана экономическая целесообразность сокращения объемов применения химическою метода

Апробация работы. Результаты исследований доложены на совещаниях в Умани П989 г), Киеве и Харькове (1990 г), в Санкт-Петербурге (1990, 1995), в Бельцах (1996), в Голицино (2000) и в Яссах (2002), а гакже на отчетных заседаниях лаборатории вредоносности в ВИЗР'е

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений Материал изтожеи на 248 страницах, в том числе 32 таблицы и 24 рисунка В приложении имеется 36 таблиц. Список использованной литературы включает 274 источника, в том числе 71 работа иностранных авторов

Публикации По теме диссертации опубликовано 19 работ.

Глава 1 Агроцснотическое обоснование целесообразное!и защитных мероприятий (Обзор литературы)

Рассмотрены современные взгляды и тенденции в подходах к регулированию взаимоотношений между всеми слагаемыми агроценоза Представлены изученное 1ь, состояние и возможные концептуальные решения вопросов контроля и управления численностью нежелательных объектов.

Глава 2. Методика и условия проведения исследований

Учеты засоренности в полевых опытах выполнялись по методике ВИЗР по видам, числу и массе, в динамике. В опытах по аллелопатии пользовались методикой А.М. Гродзинскою (1987) и его школы Учеты поражения вредителями и пато-юнами - по методике ВИЗР (1973, 1979, 1981, 1983, 1984, 2002). Опыты в вететаци-оиных сосудах - по Войтеховой (1971) Расчеты продуктивности кукурузы в разных агроценозах вычисляли по выходу кормовых единиц, переваримого протеина, условных кормопротеиновых единиц, пшеничных эквивалентах, КПД ФАР по методике Кишиневского СХИ (1989). Статистическая обработка данных проведена дисперсионным методом по Доспехову Б А (1973) Экономическая эффективность применения гербицидов рассчитана по Захаренко В.А.( 1990), пороги вредоносности по Ханскому В.И.(1988).

Объектами исследования были различные гибриды кукурузы, сорные растения и наиболее часто встречаемые вредители и наю1сны. Основными при изучении были три шбрида кукурузы Молдавский 291 МВ, Молдавский 411 МВ и Пионер 3978 СВ.

Для выполнения поставленных задач использовали методы маршрутный, полевой, вегетационный и лабораторный Наибольшее количество исследований выполнено в 2-х стационарах кафедры общего земледелия Государственного аграрного университета Молдовы, • в* Центральной зоне Молдовы, на полях учебно-экспериментальной '^гайЦии "Кётросы" Маршрутные обследования выполнялись

также в Северной и Южной зонах Молдовы. Годы исследований отличались по сумме осадков и их распределению и по обеспеченности теплом: 1989, 1991, 1993, 2000, 2001, 2002 годы были близкими по количеству осадков к норме, а 1990, 1992, 1994, 1995 и 2003 годы были засушливыми, 1997, 1998 и 1999 были наиболее благоприятными по сочетанию влаги и тепла. Схемы опытов излагаются в соответствующих разделах диссертации, по ходу изложения экспериментальных данных

Глава З.Видовой состав сорных растений в посевах кукурузы

Видовой состав сорных растений зависел, в основном, от почвенных условий, обилие же заметно изменялось в зависимости от предшественника и сопутствующей ему агротехники Всего отмечено 70 видов, относящихся к 22 ботаническим семействам и 5 биологическим группам, с явным преобладанием яровых. В отдельные годы количество видов, отмеченных при маршрутном обследовании, доходило до 120 Наибольшее число представителей из следующих семейств- астровые - 14; злаки - 8; губоцветные - 7; маревые - 6; крестоцветные - 5; пасленовые — 4; амарантовые - 4 Сорняки в посевах кукурузы образуют ярово-корнеотпрысковый тип засорения. Из корнеот-прысковых часто встречаются бодяк полевой и вьюнок полевой. Наиболее опасны виды, вошедшие в III, IV, V классы постоянства, их количество различно по зонам: в Южной - 20 видов, в Центральной - 11, в Северной - 17. В таблице 1 приведены данные по встречаемости и обилию 8 главных видов сорняков в посевах кукурузы.

Очень важно как долго тот или иной сорняк произрастает совместно с кукурузой. Получены данные по различию по дате всходов (требования к теплу) и длине межфазных периодов в зависимости от условий года. У разных видов сорняков период вегетации в посевах кукурузы от 122 до 189 дней, самый длинный у мари белой, ее присутствие в посевах самое длительное. Используя эти сведения по биологии сорняков, можно корректировать отдельные приемы технологии выращивания кукурузы. Если почва сильно засорена семенами проса волосовидного и видами щирицы, посев кукурузы необходимо отодвинуть на более поздний, из допустимых сроков и не сеять позднеспелые гибриды, необходимо дождаться массовых всходов проса и щириц и сделать качественную предпосевную обработку почвы.

Взаимоотношения автотрофов в агрофитоценозе. Между культурными и сорными растениями в агрофитоценозе существуют конкурентные отношения, которые выражаются во взаимоограничении потребления ресурсов. Кроме конкурентных отношений в фитоценозах могут встречаться и другие виды взаимоотношений-антагонизм, аллелопатия, прямое физиологическое взаимоотношение в виде паразитизма или полупаразитизма.

В наших полевых опытах были взяты на анализ целые растения в начале цветения и спелые семена, в них было определено содержание азога, фосфора и калия Для успешного "стартового" роста кукурузы и ее способности конкурировать с сорняками, в особенности необходим азот. Наибольшие количества азота потребляют виды щирицы, на втором месте гибискус и на третьем щетинник сизый Ухудшение физиологического состояния кукурузы может наступить в результате временною перехвата калия сорняками В силу известного факта антагонизма ионов на герби-цидном фоне, растения, не обеспеченные калием, не превращают азо! в белок, а на-

капливают его в небелковой форме, в том числе в виде нитратов и нитритов В этом отношении наиболее опасны виды щирицы, марь белая и дурман обыкновенный, которые потребляют много калия

Таблица 1

Встречаемость(%) и среднее обилие (штук на кв метр) сорных растений __в посевах кукурузы в Молдове за 1989-2003 годы__

Условия влаго- и геплообесиеченности года и зона наблю-

дений

Виды сорных Показа1ели Южная юна Цент ральная зона Северная зона

растений нор- за- благо- нор- за- благо- нор- за- благо-

маль- суш- прият- маль- суш- прият- маль- суш- прият-

ные ливы ные ные ливы ные ные ливы ные

Бодяк поле- Встречаемость 43 44 44 52 53 53 54 54 55

вой Обилие 2,4 1,9 2,9 3.8 4,0 4,6 3,7 3,8 4,2

Вьюнок поле- Встречаемость 47 48 46 54 52 52 45 43 45

вой Обилие 2,6 2,7 3,1 1 3 32 3,4 2,5 2,4 1,8

Ежовник Встречаемость 96 95 95 98 97 97 98 98 98

обыкновенный Обилие 9,3 _8,4 1 9,9 123 6,6 10,6 8,5 8,9 7,3

Марь белая Встречаемость 70 69 1 69 73 71 73 78 76 79

Обилие 9,7 7,4 11,2 13.2 7,9 9,6 7,7 9,1 6,6

Просо BOJIO Встречаемость 20 21 21 33 37 39 21 24 23

совидное Обилие ОС Ъх 6,9 6,1 11.5 11,0 10,3 2,5 5.8 5,0

Щетинник си- Встречаемость 98 97 97 94 93 96 93 90 89

зый Обилие 12,8 11,6 12,7 8,7 10,1 10,1 6,7 6,2 6,8

Щирица за- Встречаемость 96 97 97 95 95 97 97 96 96

прокинутая Обилие 11,3 8,1 11,4 13,6 8.9 14 8 8,9 9,2 7,2

Щирица гиб- Встречаемость 54 56 55 68 70 72 58 53 57

ридная Обилие 10,8 9,5 9,4 13.0 8,9 12,2 7,3 7,3 6,1

Среднее оби- Встречаемость 73,5 60,7 71,1 83,9 63,2 80,0 50,7 58,3 49,6

лие всех видов всего Обилие 6,1 3,2 4,4 4.8 2,6 4.4 4,9 5.6 4,6

Нельзя недооценивать факт обогащения почвы корневыми прижизненными выделениями и растительными ос!атками за счет сорных растений. Полученные данные показали, что биологическая активность почвы, определяемая по разложению льняною полоша, на вариантах даже с самым низким фоном засоренности в 1 3-1,7 раз выше, чем в чистых контролях Полное уничтожение сорняков приводило бы в опытах к недополучению почвой растительных остров, в пересчете на сухое ор1аническое вещество, 01 0,5 -1,1т/га (на вариантах при 98%-ой эффективности гербицидов) до 1,7-6т/га (на вариантах с применением только агротехнических методов) От 3 до 8 [/1а сухого органическою вещества было получено почвой в нормальные годы и до 35т/га - в благоприятные годы без снижения продуктивности основной кулыуры.

Вредоносность типа (вида) засоренности В вегетационных сосудах (емкость 20л) было смоделировано три типа засоренное!и- 1) злаковые - просо волосовидное, 2) смешанный - просо волосовидное + щирица запрокинутая; 3)двудольный - щирица запрокинутая. Для создания жесткого фона конкуренции сорняки во все сосуды сеяли в один срок, а кукурузу - в 3 срока 1 - в самом начале появления всходов сор-

няков, что считали одновременным посевом, поскольку кукуруза уже была с проростком; II - через 8 дней после появления всходов сорняков; III - через 20 дней после появления сорняков. Растения росли 69 дней (табл 2).

Таблица 2

Влияние типа засоренности на фитомассу (грамм на сосуд) и содержание хлорофилла __в растениях кукурузы (м! на одно растение)________

Варианты опыта

Показатели просо волосовидное просоволос + щирица запрокин щирица запрокинутая контроль (кукуруза без сорняков)

А Посев кукурузы одновременно с сорняками

Воздушно-сухая масса кукурузы 59,36 46,85 64,50 73,39

Воздушно-сухая масса сорняков 41.73 46,43 37,05 0

Суммарная фитомасса 101,09 93,28 101,55 73,39

Общее содержание хлорофилла 85,43 77,21 82,17 106,34

В Посев кукурузы на 8 дней позже сорняков

Воздушно-сухая масса кукурузы 53,57 23 38 45,04 118,87

Воздушно-сухая масса сорняков 68,92 102,61 86,10 0

Суммарная фитомасса 122,49 125.99 131,14 118,87

Общее содержание хлорофилла, 228,79 98 66 165,30 444,54

С Посев кукурузы на 20 дней позже сорняков

Воздушно-сухая масса кукурузы 30,86 22 19 46,46 133,52

Воздушно-сухая масса сорняков 101,91 117,19 76,75 0

Суммарная фитомасса 132,77 139,38 123,21 133,52

Общее содержание хлорофилла, 69,51 59,24 143,90 169,79

Из таблицы 2 видно, что за один и ют же срок кукуруза достигла большей высоты и массы при более поздних сроках ссва Одновременно увеличилась суммарная фитомасса (кукуруза + сорняки), четким показателем жесткости конкуренции явилось среднее содержание хлорофилла на одно растение. Снижение массы кукурузы зависит от возраста и времени всходов сорняков При одновременном посеве кукурузы и сорняков, просо волосовидное снизило по сравнению с контролем накопление массы на 19,12%, щирица только на 12,11, а их сочетание на 36,16%; при втором сроке соответственно: 54,93; 62,11; 80,33, при третьем. 76,89%; 65,20 и 83,38%. Особенно при втором сроке наблюдается явный синергизм действия злака и двудольного.

Аллелопатическое влияние сорняков Аллелопатическое влияние сорняков изучалось двумя методами: в сосудах компостировали измельченную массу сорняков в соотношении 9:1; в чашках Петри изучали влияние семян сорняков и смывов с сорных растений на всхожесть и энергию прорастания кукурузы.

В таблице 3 приведены данные по опыту в вегетационных сосудах, моделирующему ситуацию при культивации междурядий и заделке сорняков в почву. Учитывали линейный рост, массу, образование листовой поверхности, содержание хлорофилла, соотношение надземная масса/корни, высчитывали продуктивность работы листьев, хлорофилла. Выведен средний оценочный балл, или оценка в пунктах, по кошрой составлена приведенная шкала Очень интересны данные по очному цвету голубому Это очень мелкий сорняк, которому помогает выжить в посеве мощной крупностебельной кукурузы сильное аллелопатическое влияние Действие разла-

гающейся зеленой массы сорняков на растения кукурузы имело следующую юнден-цию Незначительное влияние, на уровне 20 - 29%, в начальный период, jai см увеличивалось: на 18-й день до 55%, на 21-й день до 64%, на 43-й день до 79% После этого отмечено постепенное снижение - на 49-й день всего 35% Однако свежее органическое вещее 1во во всех случаях оказывало стимулирующее влияние на рост культурного растения в сравнении с торфом или полуперепревшими опилками

Таблица 3

Влияние компостированной зеленой массы сорняков на рост кукурузы

Сила влияния Коэффициент Виды сорных растений

Слабая стимулирующая 1,05-1 14 Щирица запрокинутая

Нейтральная 0 95-1,04 Кукуруза, паслен мерный, резеда желтая, просо волосовидное, дурнишник обыкно венный, дурман обыкновенный, ежовник обыкновенный, галинсога мелкоцветковая

Слабая инг ибирующая 0 85-0,94 Гибискус тройчатый, марь белая, выонок полевой, кирказон ломоносовидный, горчица полевая

Средняя ингибирующая 0,75-0,84 Фалопия вьюнковая

Сильная ингибирующая 0 65-0,74 Бодяк полевой

Оч сильная ин! ибирующая 0 55-0,64 Очный цвет юлубой

Для определения влияния наиболее массовых и вредоносных сорняков в период прорастания и начального роста была заложена серия опытов. Опыт с просом волосовидным проведен в стерипьных чашках Петри и продолжительность каждой серии - 6 дней, во избежание развития в чашках микрофлоры, коюрая могла бы своими выделениями исказить результаты Просо волосовидное угнетало кукурузу при опережении ее прорастания На вариантах с опережением в 4 дня наиболее сильное инг ибирование отмечено по суммарной длине боковых корешков, затем колеоптиле и чу!ь меньше по длине ишвною корешка В другом лабораторном опьпе проращивали семена разных видов сорных растений и смывами с проростков поливали кукурузу Ингибирующий эффект был достоверно установлен для галинсоги мелкоцве!-ковой, фалопии вьюнковой и щирицы запрокинутой в сравнении с влиянием смывов с самой кукурузы При сравнении с контролем на питательном растворе влияние большинства сорняков было стимулирующим Проведенные исследования однозначно доказывают наличие сильною аллелопатичеекого взаимодействия между растениями в стартовый период формирования фшоценоза, в самом начале конкуренции за пространство, однако затем оно ослабевает. Исходя из целесообра4носш любого биоло! ичсского процесса, можно сделать предположение, что именно алле-лопатические взаимоотношения на ранних этапах формирования фитоценозов могут играть решающую роль в реализации либо виолентной либо патиеншой жизненной стратегии одной и юй же юнетическои профаммы.

Зависимость урожая зерна кукурузы от начала и длительности конкуренции с сорняками Исследования проведены в модельных полевых опытах в течении ряда лет Площадь делянки 7 кв м (5 рядов по 2 м длиной), в 3-х кратной повюрности Основные данные отражены в таблице 4 На опытном участке не применяли герби-

циды и нс проводили междурядные механизированные обработки, все работы выполнялись вручную Как видно из приведенных данных, критический период вредоносности сорняков тесно связан со степенью и типом засоренности Ьсли принимав во внимание только вредоносность первой степени (достоверное снижение урожая, требующее вмешательства), то критический период длится один месяц, начиная с 10 дней после появления всходов кукурузы и до 40 дней. Если учитывать и качество урожая (порог вредоносности 2-й степени), то посев надо содержать чистым от сорняков и далее, до 60 дней от появления всходов кукурузы. При учете порога вредоносности 3-го и 4-го ранга, посев необходимо содержать чистым весь период вегетации, так как сорняки могут появляться и после 60 дней и могут влиять на увеличение запаса вегетативных зачагков корнеотпрысковых сорняков и на фитосанитарное состояние полей При сильной степени засоренносш, смешанный тип вредоноснее, чем двудольный или злаковый Суммарная наземная фитомасса, как показатель биопродуктивности фи-юценоза, не ооается одинаковой, она значительно уменьшается при сильной конкуренции между компонентами ценоза и минимальной величины достигает в 6-м варианте, где кукуруза в течение 50 дней после всходов росла с сорняками. В этом варианте не добирается 35% суммарной фитомассы, а доля сорняков составляет 44,5 % То есть энергетическая эффективность агрофигоценоза, как биосистемы, созданной максимально продуктивно утилизировать солнечный свет, может реализоваться в урожае не полностью из-за потерь энергии на межвидовую конкуренцию

Сравнение 4-х модельных опытов дает возможность выявить не только критический период вредоносности, но и сравнительную вредоносность разного тина Так, средний урожай зерна кукурузы составил: при среднем засорении смешанною типа - 470 г/м2, при сильном засорении двудольными сорняками - 421 г/мг, при сильном засорении злаковыми сорняками - 395 1/м2. Подбор функции, описывающей зависимость "урожай - показатель присутствия", обнаружил, что наиболее подходящая функция - ло1арифмическая, но для исследования в производственных условиях можно пользоваться простой регрессионной функцией, которая и была нами вычислена, для количества сорняков (*= количество сорняков, ип)у= 43,48 - 0,068х, с1= 0,46, в которой у= урожай, <1- коэффициент детерминации, для массы (х=абс. сухая масса, г). у= 45,65 0,039х, й= 0,67\ для проективного покрытия (х= % проективного покрытия) у 59,33 - 0,678х, с1= 0,88.

Простой линейной взаимосвязи между численностью всходов весной, массой сорняков летом и урожаем нет. Например в посевах бессменной кукурузы в острозасушливые годы, на контроле, где уход состоял только из культивации, не получено урожая зерна вообще, а в 1997 урожайный год, потери урожая по сравнению с лучшим контролем 2-м (две ручные обработки) только 24%, хотя масса сорняков августе была 2562 г/м. Биологическая интерпретация и тем более экстраполяция (в прогностических целях) даже математически достоверных криволинейных зависимостей иногда спорна из-за противоречия между организменным уровнем получаемых данных и урожаем посева, как итогом популяционных взаимоотношений в трудно прогнозируемых погодных условиях

Таблица 4

Сбор пшеничных эквивалентов и окупаемость систем гербицидов в севообороте и в бессменном посеве кукурузы.

Варианты опыта (на гербицидных вариантах средняя норма расхода на 1 га пашни, кт Д в.) Вспашка, навоз Обработка плоскорезом, навоз

пшеничных эквивалентов,ц /га пшеничных эквивалентов на 1 кг. д.в.гербицида пшеничных эквивалентов,ц /га пшеничных эквивалентов на 1 кг д.в гербицида

в бес- в сево- 1 . !сменном обороте посеве в севообороте в бессменном посеве в севообороте в бессменном посеве в севообороте в бессменном посеве в севообороте в бессменном посеве

1994 — 1998 и 12-16-е нщы беременное 1и

Контроль! -иуиыинация междурядий .... 31 45 40.68 20.37 Г . 30,46 40,12 24 76 43,03 -

Контроль 2(>ев), 3 (бессм посев) одна к.у шшвещия и 2 р\чные обрабо!Ки - 43,09 -

Гербициды (1)* 0,912 2 28 40,29 42,81 44.18 18,78 39,51 41.58 43,32 18.24

Гербициды (2)* 0,86 2.15 41,01 41,83 47,69 19.45 39,44 43.87 45 86 20 40

Гербициды (3)* 0.72 1,92 39,98 41,16 55,53 | 21,44 39,41 41.86 54.74 21.80

Гербициды (4)* 1.008 2,66 40,01 41,83 39,69 15,72 38,90 42,00 38,59 И 79

Гербициды (5)* 0.8432 , 2.268 39.47 41,62 46,81 18,35 39,14 41.20 46,42 , 18.16

1999 - 2003 гг. 17-21-е годы бессменности

Контроль! -кулыивация междурядий - - 23,48 8,01 - - 1 20,19 | 3.55 [

Контроль 2(сев), 3 (бессм посев) одна культивация и 2 ручные обрабо1Ки - - 37,43 50,21 - - 35,76 45,26 1

Гербициды (!)* 0,3256 0,476 34,74 40,35 106.69 | 84.77 33.20 37,97 101,96 79,77

Гербициды (2)* 0,321 0,5685 34.74 41,35 108 22 72,73 33.42 38.00 104,11 66.84

Гербициды (3)* 0,38595 0,638875 35,17 41,21 91,12 64,50 33,11 38,34 85,79 60,00

Гербициды (4)* 0.4487 0,85375 35.67 45.26 | 79 50 53,01 33,80 38,69 75.3 3 45 32

Гербициды (5)* 0,33268 0.4877 36,20 44.88 108,81 | 97.02 32,23 39.19 | 96 88 80 36

"Порядковый помер в гербицидных вариантах означает системы чередования гербицидов, примененных за ротацию

Глава 4 Основные вредители и пато1ены в посевах кукурузы их вредоносность и взаимоотношения с сегетальным компонентом фитоценоза

Вредоносность нежелательных объектов в агробиоценозе, являясь по форме чист ангропоцентристским понятием, как и биологическое толкование понятия «вреда» в принципе, на популяционном и следующих уровнях может быть только относительна В тоже время именно вредоносность отражает итог реальных биоце-нотических процессов на межпопуляционном уровне, протекавших в неодинаковых условиях производства органического вещества Одинаковый урожай, как функция множества аргументов и их взаимодействий, может быть получен при бесконечных комбинациях различных их состояний и характеристик, однако все они находятся в рамках генетически обусловленной нормы реакции

Как постоянные объекты агроценоза нами исследовались: южный серый долгоносик - Tanymecus dilaticollis Gyll., кукурузный или стеблевой мотылек - Ostrinia (Pyrausta) nubilalis Hbn и пузырчатая головня - Ustilago zeae (Beckm ) Unger. Выбор объектов исследования был определен тем, что их наличие позволяло в пассивных опытах (а не на инфекционном фоне) накопить статистически достоверный экспериментальный материал.

По южному долгоносику исследованы сроки посева, погодные условия разных лет, севооборот, бессменный посев кукурузы разной продолжительности и гибриды с разной длинной вегетационного периода Кроме учетов на массивах, в модельных опытах изучали влияние величины отчуждаемой листовой поверхности на урожай кукурузы На основании выполненных учетов и наблюдений можно сделать следующие выводы.

1. Поздние посевы кукурузы, поврежденные долгоносиком, меньше страдают, чем ранние посевы, что мы связываем с более быстрым прохождением кукурузой цикла развития.

2. В засушливые годы из-за задержки в росте процент листовой поверхности, поврежденный долгоносиком, больше. Однако, вредоносность до 50% поврежденное™, не увеличивается.

3 Учитывая безусловную необходимость соблюдения севооборота, можно допустить повторный посев не более 2-х лет, хотя при длительном бессменном посеве наблюдайся некоторая стабилизация вредоносности и снижение накопления вредителя.

4.Порогом, при превышении которого существует реальная угроза посевам кукурузы, следует считать 5 ил /м2. В конкретных условиях с учетом динамики, характера, времени начала и пика заселения, погодных условий и срока сева, он может быть и выше - до 7 шт / м2. Особое внимание должно уделять посевам в фазе шильца, когда существует реальная угроза нанесения повреждений, вызывающих гибель растений Эти особо вредоносные повреждения могут быть нанесены при плотности более 3-х экз/м"

Стеблевой кукурузный мотылек в условиях Молдовы имеет одно поколение, зимует в пожнивных остатках кукурузы В эюй связи может иметь значение срок и способ основной обработки почвы. Нами обследовано большое количес!ВО полей кукурузы в годы, разные по условиям погоды, на богаре и на орошаемых участках, в севооборотах и бессменных посевах кукурузы разной продолжительности, на участках с разным рельефом, собранный материал позволяет сделав следующие выводы

1.Количество яиц в кладках непостоянно, шкже непостоянна жизнеспособ-

ность и смертность 1усениц их активность внутри стебля Нами высчитаны коэффициенты корреляции между снижением урожая и суммарной длиной ходов внуфи стебля к уборке г--0,89; между урожаем и количеством гусениц к уборке г=- 0,72; между урожаем и количеством яиц на одно растение г=- 0,56 Ьще меньше коэффициент корреляции с количеством кладок на 100 растений г=- 0,46

2 Посевы кукурузы, выполненные в первой декаде мая, меньше повреждаются мотыльком, чем более ранние посевы.

3 Длина вегетационного периода гибрида может влиять на поврежденность мотыльком- раннеспелые i ибриды страдают сильнее.

4 Высокая поврежденность гибридов, используемых в настоящее время для товарных посевов, говорит о необходимости районирования устойчивых к мотыльку гибридов.

5 Поро1 вредоносности стеблевого кукурузного мо1ылька для условий Молдовы можно принять в 15 кладок на 100 растений, колебания порога, в зависимости от условий выращивания, могут быть значительными - от 7 до 25.

Все районы возделывания кукурузы подвержены головневым заболеваниям -пузырчаюй головней Особенность гриба Ustilago zeae - способность инфицировать меристематические ткани определяет период восприимчивости кукурузы - от момента образования первого листа до начала дифференциации пыльцы в пыльниках Наиботыдей же восприимчивостью к инфицированию характеризуется период за 10-15 дней до выметывания кукурузы, когда меристематические ткани конусов нарастания наиболее открыты и доступны телиоспорам Возбудитель пузырчатой головни теплолюбив Сорта, линии и гибриды сильно различаются по восприимчивости к патогену В бессменных посевах происходит накопление инфекции. Применение гербицидов (особенно производных 2,4-D) усиливает пораженность головней. Наши данные, полученные в опытах, позволяют сделать следующие выводы-

1. Пораженность кукурузы пузырчатой головней меньше у раннеспелых гибридов и при поздних посевах (до середины мая).

2. Вредоносность пузырчатой головни зависит от пораженного органа

3 Порогом вредоносности можно считать распространенность пораженности початков в 7%, других органов -15%.

Специфика влияния сегеталыюго компонента фитоценоза ни вредоносность консументов и продуктивность посева Даже с точки зрения экономики роль сорных растений в формировании урожая не может быть однозначно определена Широко известен факт повышения урожайности культурного растения при определенной плотности некоторых сорных растений, в наших исследованиях этот эффект отмечен для гибискуса тройчатого и кукурузы.

Теория наличия гиперпространства экологических ниш даже при их высокой плотности обосновывает наличие некого теоретически допустимого предела сосуществования видов без перекрывания ниш. Сорная растительность синантропна по своей природе, в коэволюции культурных и сорных растений именно ангропоген-ный фактор усиливал давление естественного отбора Строю говоря сорная растительность больше относиться к культурной, чем к дикорастущей флоре, хотя и не выращивается намеренно Эти факты позволяют предполагать возможность такой плотности сосуществования культурных и сорных растений, при коюрой экологические ниши не перекрываются даже при лимитирующих факторах жизни С целью подтвердить эти выводы нами на протяжении всех лет исследований проводились

peí ис г рации снижения урожайности под слиянием всех нежелательных объектов фитоценоза кукурузы при различных условиях продукционною процесса. Главной и единственно постоянной характеристикой роли сорных растений в формировании урожая следует считать неоднозначность В исследованиях вредоносности южною серою долгоносика это свойство проявляется особенно чегко Сорняки, присутствующие в посеве до стадии 3-го листа не снижают продуктивности кукурузы и служат более предпочитаемым кормом для долгоносика Поэтому на участках с одновременным превышением порога вредоносности долгоносика более 5 и до 7 шт/м и превышением порога присутствия малолетних сорняков до 30 шт/м снижение урожая было всего на 5,7% в сравнении с 6,2 и 8,5 соответственно при раздельном влиянии Интересно, что в засушливые годы предпочитаемость жуком сорных растений выше, как и их негативное влияние на урожай и поэтому пороговая численность жука может быть превышена без ущерба урожаю до 5экз/м Поэтому в производственных условиях при принятии решения о целесообразности применения по-слевсходового гербицида следует делать поправку на наличие долгоносика Кроме того, привлекательность совершенно чистою oí сорняков посева для хищных насекомым так же ниже.

Заселенность гусеницами кукурузного мотылька растений кукурузы в совершенно чистом контроле и на соседних участках с допороювой численностью мало-леших сорняков была в 1,5 раза выше при одинаковом количестве кладок Наличие цветущих растений горчицы полевой проводило к снижению количества пораженных растений в 3-5 раз, как мы считаем за счет привлечения энтомофагов Положительно коррелировали показатели поврежденности кукурузным мотыльком и пузырчатой головней, как и поврежденность початков совкой и наличие куртин мно-I олетних двудольных. Сорные растения, как поставщики корма принимают на себя час!ь фитофагов, привлекают в посев знюмофагов, однако их положительное влияние практически всегда отмечается при незначительных плотностях в 5-15 шт в ран-невесенний период. При больших плотностях, особенно в засушливые годы, наоборот, всегда отмечается усиление снижения продуктивности растений, поврежденных фитофагами.

Таким образом как вредоспособнос гь, так и вредоносность сорных растений, являясь отражением комплекса ценотических связей, подвержены существенным изменениям. Нами вычислены пороги вредоносности сорных растений для наиболее частых производственных ситуаций Порогом вредоносности может считаться наличие в посеве кукурузы в фазе 3 листа:

1 5-20 шт/м малолеших сорных растений при смешанном типе засоренности,

20-25 шт - при преобладании злаковых сорняков(за искл проса волосовидного),

25-30 шт - при преобладании двудольных сорняков. Наличие бодяка или вьюнка до 3 шт уменьшает эти показатели на треть, а при 5 шт -пороги уменьшаются вдвое При доле участия в составе сорняков около 50% и более таких видов как гибискус полевой, щирица жминдовидная, очный цвет, дымянка лекарственная или при наличии у сорняков повреждений фитофагами средней степени порог может быть увеличен на 10-15% Дождливая весна, применение аю!ных удобрений при посеве, внесение навоза осенью, ежегодный неполный оборот пласта, монокультура 3-5 лет увеличивают вредоносность сорняков и снижают порог на 15-30%

Глава 5 Продуктивность агроценоза в целом при различной степени интенсификации возделывания посевов кукурузы

Севооборот, как главный организационный, средообразующий фактор при определении 1раниц агроценоза внутри агроландшафта, зависит только от своей эффективности. Целесообразность его состава определяется именно его продуктивностью. Поэтому кукуруза, как основная зерновая культура в изучаемом регионе, шрает главную роль в формировании агробиог еоценозов В этой связи с позиций агроценологии нами рассмотрены системы гербицидов на различных агрофонах. Только на основе севооборота можно в полной мере применить средства регулирующего воздействия на агросистему, реализовать присущие только ей стабильность, целостность, устойчивость и получить в ито1е энср1ешчески высокоэффективную систему

В полевом стационаре №1 имеегся пятипольный зернотравяной севооборот и рядом с ним бессменный посев кукурузы; 2003-й год - 21-й год бессменности Изу- » чаются 5 систем гербицидов, эффективность их сравнивается с двумя контролями-1-й - культивация междурядий, 2-й - культивация + две ручные обработки. В бессменном посеве имеется еще 2 безгербицидных варианта' интенсивный механизированный уход и ю же + 2 ручные обработки. Все перечисленные варианты имеются на 4-х агрофонах- 1) основная обработка почвы плугом и удобрения сидераты + Н^оР^оК^о 2) вспашка + навоз 60 т/га, 3) основная обработка почвы плоскорезом, сидераты +ЫРК, 4) плоскорез, навоз В качестве сидеральной культуры сеется озимый рапс, его урожай сильно варьирует по годам в связи с условиями увлажнения. В среднем за последние 10 лет - 18 т/га надземной массы с амплитудой 5-24 т/га. Удобрения вносятся один раз в пять лет после уборки озимой пшеницы. В полевом стационаре №2 имеется десятипольный севооборот на 3-х фонах удобрений: сидераты 1 раз в 3 года, Г^оР^о^мго также один раз в три года, навоз 60 т/га один раз в пять лет. Гербициды применяются только на пропашных культурах и насыщение ими севооборота пятипольного - 40% (два поля кукурузы), а десятипольного 50% (фасоль, подсолнечник, кукуруза на силос, соя, кукуруза на зерно). На культурах сплошного способа посева учитывается последействие системы контроля за сорняками, применяемой в пропашных. В пятилетии 1994 -1998 основой систем гербицидов были хлорацетанилиды, так как по вредоносности преобладали злаковые сорняки, в пятилетие 1999-2003 - сульфонилмочевины.

Первое обобщение по этим опытам, сделанное В.И. Гнидюком, выявило большое преимущество вспашки по сравнению с обработкой плоскорезом, но с годами это преимущество все уменьшалось. Длжсльная обработка почвы плоскорезом привела к сильному укреплению многолетних корнеошрысковых сорняков. В бессменном посеве кукурузы снизилась биологическая активность почвы. Исследования О Кожокару установили на этих полях существенное снижение дыхания почвы, степени разложения льняного полотна и уменьшения количества и массы дождевых червей, в особенности при интенсивном механизированном уходе.

В целях борьбы с эрозией почвы изучается замена части площади, ранее занимаемой кукурузой, на ячмень озимый и яровой Для уменьшения на!рузки мине- , ральными удобрениями и использования биологического азота, в пятипольный севооборот включено выводное поле люцерны, а в 10-польном два поля зернобобовых: фасоль и соя

Для оценки продуктивности кукурузы в бессменном посеве и в севооборотах с различным насыщением ею нами высчитаны следующие показаюли: выход кормовых единиц, переваримого протеина, условных кормопротеинсвых единиц (Е), пшеничных эквивалентов и КПД ФАР (таблица 5).

Таблица 5

Урожайность и доля культур в составе различных показателей продуктивное^, 1994- 1998 гг

Год ро-I та-ции

Культуры севооборот и порядок их чередования

Урожай, цЛа

Доля культур (%) в общем сборе

кормовые единицы

переваримый протеин

продукции

зерновые единицы

КПД

ФАР, %

Пятипольный зернотравяной севооборот

Горох

Пшеница озим

18,26 41,24

_!,91 20,52 ~

16,64

22.28

12,00

21,47

12,75

22,30

8,38

17,19

Кукуруза/з (1)

50,92

Кукуруза/з (2)

44,76

30,04 26,41

17,46 15.38

23,27 20,47

25,54 22,44

25,27_ 22,21

5,6,7

Люцерна, в/поле

230,08

14,10

30 24

22,79

16,97

26,95

Фасоль

Десятипольный полевой севооборот 13,32 ¡00 Г" 5.70

4,70

5,25

3,87

Пшеница оз (1)

39,76

12,56

15.91

14,25

12,13

9,51

Пшеница оз (2)

36,32

11,47

14.50

13,00

11,08

5,69

Подсолнечник

20,30

6,83

Кук-за н/силое

290,60

13,30

6,64 7,86

6,74

10,14

10,59

16,12

12,14_ 25,83

Пшеница 01 (3)

Соя

35,06_ 11,72

11,07

14,01

4,39

9,8

12^56 7,15

10,70_ 6,24

1,39

4,82

Ячмень озимый

29,66

10,17

7,24

8,72

8,39

7,11

_9 10

Кукуруза /зерно

47,24

17,69

Ячмень яровой

25,70

8,81

11,96 6,29

14,85

13,37

13,46

7,56

6.56

6,16

Как видно из приведенных данных, состав севооборота имеет очень большое значение. В 5-польном севообороте одно поле занимает 20%, в 10-польном - 10% площади севооборота Следовательно, те культуры, доля коюрых в общей продуктивности севооборота ниже этого процента, не используют полностью отведенную им площадь В 5-попьном севообороте это горох, в 10-польном фасоль, соя, яровой ячмень и в меньшей степени - подсолнечник и озимый ячмень Низкая продуктивность зернобобовых объяснима возможно тем, что сорта, взятые в изучение, оказались неустойчивыми к жестокой засухе (на орошаемых участках они давали высокий урожай) В бессменном посеве кукурузы существенный недобор урожая был в варианте с интенсивным механизированным уходом Следовательно, высокий урожай кукурузы нельзя получить без применения ручных обработок либо гербицидов взамен них Замена кукурузы ячменем, особенно яровым, неприемлема из-за низких урожаев По использовании ФАР на первом месте люцерна, которая за счет глубоких корней и длинного периода вегетации использует в наибольшей степени все ресурсы, на втором месте кукуруза, размещенная по лучшему предшественнику - озимой пшенице, после которой запасы влаги в почве в корнеобитаемой юлще намного больше, чем у кукурузы 2-й, повторной Эта закономерность четко видна как в ротацию 1994 -1998, так и 1999 - 2003 гг. Например в варианте лучшего контроля,( по агрофону вспашка+навоз) доля культур в КПД ФАР (в порядке чередования в севообороте) составила горох - 6,98, пшеница озимая -14,52; кукуруза на зерно(псрвая) -30,0; кукуруза на зерно(вторая) - 17,74, выводное поле люцерны -30,76, то есть со-

вершенно те же закономерности.

Окупаемость гербицидов и ручных обработок намного выше в севообороте, чем в бессменном посеве, меньше средняя норма расхода гербицидов - выше окупаемость Потери урожая от сорняков (разница между контролем с ручными обработками и без них) намного ниже в севообороте, чем в бессменном посеве, так как пшеница и люцерна конкурентоспособнее кукурузы (таблица 6).

Таблица 6

Сбор пшеничных эквивалентов и окупаемость систем гербицидов в севообороте и в бес_ сменном посеве кукурузы _

Варианты опыта (на гербицидных вариантах средняя норма расхода на 1 га пашни, кг д в ) Вспашка, навоз Обработка плоскорезом, навоз

пшеничных эквивалентов, ц /I а пшеничных эквивалентов на 1 кгд.в гербиц пшеничных эквивалентов, ц /га пшеничных эквивалентов на 1 кг д в гербиц

севооборот бессменно севооборот бессменно севооборот бессменно севооборот бессменно севооборот бессменно

1994 - 1998 гг. 12-16-е годы бессменности

Контроль-культивация междурядий - - 31,45 20,37 - - 30,46 23,76 - -

Контроль 2(сев), 3 (бессм посев) одна культивация и 2 ручные обработки - - 40,68 43,09 - - 40,12 43,03 -

Гербициды (1)* 0,912 2,28 40,29 42,81 44,18 18,78 39,51 41,58 43,32 18,24

Гербициды (2)* 0,86 2,15 41,01 41,83 47,69 19,45 39,44 43,87 45,86 20,40

Гербициды (3)* 0,72 1,92 39,98 41,16 55,53 21,44 39,41 41.86 54,74 21,80

Гербициды (4)* 1,008 2,66 40,01 41,83 39,69 15,72 38,90 42,00 38,59 15,79

Гербициды (5)* 0,8432 2,268 39,47 41,62 46,81 18,35 39,14 41,20 46,42 18,16

1999 -2003 гг 17-21-е годы бессменности

Контроль1 - - 23,48 8,01 - - 20,19 3,55 - -

Контроль 2 - - 37,43 50,21 - - 35,76 45,26 - -

Гербициды (1)* 0,3256 0,476 34,74 40,35 106,69 84,77 33,20 37,97 101,96 79,77

Гербициды (2)* 0,321 0.5685 34,74 41,35 108,22 72,73 33,42 38,00 1104 11 66,84

Гербициды (3)* 0.38595 0,63888 35,17 41,21 91,12 64,50 33,11 33,80 38,33 85.79 60,00

Гербициды (4)* 0,4487 0,85375 35.67 45,26 79,50 53,01 38,69 75,33 45,32

Гербициды (5)* 0.33268 0,4877 36,20 44,88 108,81 97,02 32,23 39,19 96,88 80,36

"Порядковый номер в гербицидных вариантах означает системы чередования гербицидов, примененных за ротацию

Выводы

1. В посевах кукурузы встречаются 70 видов сорных растений, формирующих ярово-корнеотпрысковый тип засоренное!и В разных зонах Молдовы, встречающиеся виды относятся к разным классам постоянства Система мер борьбы с сорняками должна быть направлена на регулирование численности и массы сорняков в посевах, прежде всего тех, которые относятся к III, IV,V классам постоянства (встречаемость соответственно 41-60, 61-80 и 81-100%) К этим классам в Северной зоне Молдовы относятся 20 видов, Центральной - 11 и в Южной - 17. Однако лишь восемь видов можно считать присутствующими повсеместно

2 Вредоспособность сорняков не только колеблется в зависимости от погодных условий, но и зависит от флористическою окружения, снижаясь в многовидовом агрофитоценозе. Мелкие сорняки выживают в агрофитоценозе благодаря выраженному отрицательному аллелопатическому воздействию, например, очный цвет голубой Смешанный тип засоренности вредоноснее, чем злаковый или двудольный по отдельности. Однако, конкурентное значение каждого единичного растения у двудольных видов выше, чем у однодольных Влияние совокупности всех экземпляров одного вида сорного растения на урожай культуры в агрофитоценозе наиболее сильно у злаковых однолетников Например, просо волосовидное снижает массу кукурузы в большей степени, чем щирица запрокинутая. Вредоносность последней возрастает, если ее всходы опережают всходы кукурузы Установлен синергизм вредоносного действия комбинации просо волосовидное + щирица запрокинутая

3. Критическим периодом вредоносности сорняков является интервал в один месяц, начиная с десятого дня после появления всходов кукурузы, и кончая 40-м днем Однако из за сильной конкуренции между кукурузой и сорняками этот срок может продлиться до 60 дней от появления всходов кукурузы В последнем случае получается не только более высокий урожай зерна кукурузы, но и улучшается качество зерна, образуется на много большая суммарная фитомасса (почва обогащается органикой), до минимума снижается опасность увеличения запасов в почве семян сорняков и вегетативных зачатков многолетников.

4. Критерием оценки физиологического состояния кукурузы на любом этапе онтогенеза и ее способности конкурировать с сорняками служит общее содержание хлорофилла на одно растение. Между массой кукурузы и этим показателем имеется тесная положительная корреляция. 1енденция к снижению содержания хлорофилла служит сигнальным экспресс методом при принятии решения о методах управления агроценозом.

5. Недостаточный контроль плотности популяций сорняков приводит к увеличению повреждения кукурузы вредителями и болезнями, среди которых в Молдове наибольшее значение имеют серый южный долюиосик, с1еблевой кукурузный мо-[ылек и пузырчатая головня В бессменных посевах кукурузы увеличивается количество перезимовавших особей долюносика, их величина, плодовитость и продолжительность жизни.

6 Для кукурузного стеблевого мотылька установлена отрицательная корреляция между длиной ходов внутри стебля кукурузы и величиной урожая г— 0,89, меньшей величины корреляция между урожаем и количеством гусениц к уборке г=-0,72, между количеством яиц на одно растение г—0,56, еще меньше между количеством кладок на 100 растений и величиной уровня г=-0,46

7. Вред, причиняемый пузырчатой головней, зависит от времени заражения растений, что влияе1 на место образования галлов и на их размер Наиболее вредоносны крупные вздутия на стебле выше початка и на початке (потери урожая на 5080 %), сшблезамещающие вздутия и полное повреждение початков (потери урожая на 90-100%) Повреждения пузырчатой головней наибольшие в краткосрочном бессменном посеве (3-5 лет) и меньше в севообороте и в длительной монокультуре.

8. В очень благоприятные для кукурузы годы, разница в величине урожая между посевами разной длительности бессменности невелика В длительных бессменных посевах кукурузы изменяется состав наиболее часто встречающихся вредных организмов: (увеличивается количество проволочников и ложнопроволочников, повышается развитие фузариоза початков). В очень длительных бессменных посевах кукурузы значительно уменьшается разнообразие компонентов фитоценозов С точки зрения фитоиндикации можно говорить о ксерофитизации сегетального компонента, свойственного более зоне сухих степей или полупустынь. Количество видов сорняков в севообороте - 56, в бессменных посевах - 9. Сравнение бессменных посевов длительностью 17-21 год и 44-48 лет свидетельствует об изменении видового состава и возрастании количества видов корнеотпрысковых сорняков с 2-х до 5-ти.

9 Сильная засоренность посевов кукурузы влияет на весь севооборот, снижая плодородие почвы, усиливая конкуренцию между сорными и культурными растениями и резко снижая хозяйственно ценную фитомассу агрофитоценоза. Кроме того, засоренность кукурузы отрицательно отражается на урожае всех культур севооборота особенно тех, которые не способны конкурировать с сорняками в последующих звеньях севооборота.

10. Использование фотосинтетичсски активной радиации изменяется в связи с технологией выращивания кукурузы. Интеграция гербицидов севооборота и вспашки на фоне удобрения навозом повышает КПД ФАР в 2,72 раза. Подбор соответствующих сортов и гибридов кукурузы, пригодных для возделывания по интенсивной технологии, дает самый высокий сбор продукции при наименьшем загрязнении почвы остатками гербицидов. Окупаемость гербицидов в севообороте намного выше, чем в бессменном посеве кукурузы из-за более низкой общей урожайности в последнем случае.

Список печатных работ по теме диссертации

1 Ладан С.С. Влияние севооборота, обработки почвы и гербицидов на количественный состав почвенных микроорганизмов// Системы севооборота и борьба с сорными растениями: Сб. науч. тр./Кишиневск.СХИ,- 1989. - С. 120.

2. Ладан С.С Влияние севооборота, обработки почвы и гербицидов на ферментативную активность почвы // Системы севооборота и борьба с сорными растениями: Сб. науч. тр./Кишиневск.СХИ,-1989 - С.121.

3 Ладан С.С. Аллелопатическое влияние зеленой массы сорняков на рост и развитие растений кукурузы// Экологические проблемы зашиты растений: Тез. докл конф. молодых учен ВИЗР-Л., 1990.-С. 18-19.

4. Ладан С С Состав и распространенность сорных растений посевов кукурузы в Молдавской ССР// Актуальные проблемы современной гербологии: Тез. докл - Л , 1990 - С.79-82.

5 Influenta folosirii multianuaie a erbicidelor asupra structurii speciilor de buruiem, a fertilitatii solului a productiei culturilor de címp/ Nicolacv Neonila, Gnidiuc V , Ladan S.

al// Lucran çtiinjifice . Seria Agronomie, -laçi, Romania -1992 - Vol.35 -P.148-155

6. Последствия длительного применения гербицидов в полевых севооборотах / Николаева Н.Г., Гнидюк В.И., Тешлер И.Б , Ладан С С.//Земледелие,- 1993.-№9.-С.21-23.

7. Ладан С.С., Николаева Н.Г Агрохимический аспект вредоносности сорняков //Кукуруза и сорго.- 1995.-№3.-С.7-9.

8.Ладан С.С., Гнидюк В.И. Неоднозначность сорных растений в посевах кукурузы //Защита растений в условиях реформирования АПК' Экономика, Эффективность, Эко-логичность: Тез. докл.- СПб., 1996.- С.61

9. Методические рекомендации по оценке показателей вредоносности сорных растений в посевах сои/ Николаева Н.Г., Марченко В.В., Гнидюк В.И., Ладан С.С.-Кишинев, 1996,- 63 с.

10 Nicolaev Neonila, Ladan S., Cojocaru O Consecinple tehnologiei de cultivare a I culturilor de câmp asupra activitâçii pedomicrobiene // UAS Moldova/ Lucrâri çtiintifice.-

1996,-vol.4.-P. 16-19.

11. Ladan S. Influents tehnologiei de cultivare a porumbului asupra atacului de câtre Tanymaus dilaticollis Gyll // 50 ani de activitate a Academiei de Çtiinfa a Republicii Moldova: Tezele conf. Çt.- Bälti.,1996.- P. 69-70.

12. Eficienta lucrärii minime a solului în dependent de durata experientelor/ Cojocaru O., Nicolaev Neonila, Gnidiuc V., Ladan S // Agricultura - çansa realä de redresare economicä: Simposion çtiinÇific.-Iaçi ( Romania), 1996. - P. 5.

13. Pragul çi perioada critica de däunare a imburuienärii culturii de soia (Glicine hispida) ?i combaterea complexa a buruienilor / Nicolaev Neonila, Ladan S., Gnidiuc V. si ait //Agricultura - çansâ realä de redresare economicä. Simposium çtiintific -Iaçi (România),1996. -P.160- 163.

14 Николаева Н.Г., Ладан C.C. Вредоносность сорняков // Земледелие.- 1998.-№1.-С. 20-22.

15. Eficienta minimalizärii lucrärii solului çi modificarca evaluärii ei în dependents de durata experientelor / Nicolaev Neonila, Gnidiuc V, Bucur Gh., Ladan S $i al.// UAS Moldova/ Lucräri çtiintifice.- 1998.- vol 6 -P 107-113

16 Ladan S., Nicolaev Neonila. Seceta dauna diferitelor specii de buruieni în semänäturile de porumb // Seceta çi cäile fiziologo-boichimice de atenuare a consetintelor ei asupra plantelor de cultura: AÇ RM simposion .- Chi?inäu, 1999 - P.94-98

17. Ладан C.C. Критический период вредоносности сорняков в посевах кукурузы и его связь с качеством получаемого зерна и воздействием на почву и агрофигоценоз // Состояние и развитие гербологии на пороге XXI столетия,- Голицыно, 2000.- С. 288-292.

18. Прикладная гербология Теоретические и практические основы./ Николаева Н.Г., Букур Г.Г., Ладан С.С. и др.: Учебник.- Кишинев, 2001.- 357 с.

19 Monitoringul fitosanitar çi toxicologic în agroecosisteme cu deferit grad de influentä antropicä / Nicolaev Neonila, Bucur Gh., Ladan S çi al // 90 ani de îvâtâmânt agronomie universitär la Iaçt: Lucräri çtiintifice a Simpozionului - Iaçi, 2002.-P.134-138.

Научное издание RIZÓ печать ООО -ИННОВАЦИОННЫЙ ЦРНТР ЗА1ЛИ1 Ы РАСТЕНИИ" Лицензия ГиШ№69-2^3 По/ушсано к печати 21 ноября 2U04 г тир 100 экз

»26*5 9

РНБ Русский фонд

2006-4 846

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Ладан, Сергей Семенович

Введение. — 4

1. Агроценотическое обоснование целесообразности защитных мероприятий. (Обзор литературы)9

1.1. Современные понятия об агробиогеоценозах, агроэкосистемах и агроценокосорциях.

1.2. Фитосанитарный мониторинг в защите растений. Интегрированная и комплексная система мер контроля за вредными организмами.

1.3. Адаптивное, устойчивое земледелие. Различные подходы к решению проблемы.

1.4. Особенности земледелия Молдовы.

2. Методика и условия проведения исследований.24

2.1. Описание почвы стационарных опытных участков.

2.2. Описание погоды в годы исследований.

2.3. Схемы стационарных полевых опытов.

2.4. Методика исследований и расчетов.

3. Видовой состав сорных растений в посевах кукурузы.32

3.1. Состав структуры фитоценозов: встречаемость и обилие видов.

3.2. Взаимоотношения автотрофов в агрофитоценозах.

3.3. Зависимость урожая зерна кукурузы от начала и длительности конкуренции с сорняками.

3.4. Уровни засоренности и вредоносности сорняков.

4. Основные вредители и патогены в посевах кукурузы, их вредоносность и Щ взаимоотношения с сегетальным компонентом фитоценоза.105

4.1. Вредоносность южного серого долгоносика

4.2. Вредоносность стеблевого кукурузного мотылька.

4.3. Биоэкологические особенности и вредоносность пузырчатой головни.

4.4. Агроценотические изменения, связанные с длительностью бессменных посевов. it 4.5. Специфика влияния сегетального компонента фитоценоза на вредоносность консументов и продуктивность посева.

5. Продуктивность агроценоза в целом, при различной степени интенсификации возделывания посевов кукурузы.138

5.1. Урожай культур в севооборотах разного состава и кукурузы в бессменных посева.

5.2. Для культур от общего сбора продукции в севообороте, в

4 зависимости от показателя, взятого за основу.

5.3. Сравнительная эффективность химического контроля засоренности и интенсивного механизированного ухода в посевах бессменной кукурузы.

5.4. Окупаемость гербицидов в севообороте и в бессменных посевах кукурузы.

5.5. Корреляционные зависимости между урожаем зерна кукурузы, засоренностью посевов и условиями погоды.

5.6. Экотоксикологическая оценка применяемой технологии в посевах кукурузы.

5.7. Экономическая эффективность применения гербицидов в посевах кукурузы.

Выводы.189

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агроценотические аспекты защиты кукурузы от сорных растений"

На переломном этапе от зональной системы земледелия к устойчивому экологическому земледелию, анализ достижений и негативных последствий даст возможность избежать хотя бы часть ошибок, закономерно возникающих при такой коренной ломке.

Интенсивная механизация, мелиорация и химизация земледелия в совокупности с волюнтаризмом и гигантоманией привела ко многим негативным последствиям. Противоположная крайность - "альтернативное" земледелие при полном отказе от минеральных удобрений и пестицидов. Анализ деятельности хозяйств с "альтернативным" земледелием показывает, что они вынуждены покупать корма для развития животноводства, чтобы иметь необходимые количества органических удобрений, или покупать органические удобрения! Использование в хозяйстве всех отходов может привести к большей интоксикации, чем разумное применение минеральных удобрений и пестицидов (В.Г. Минеев, 1984, 1993).

Урожай, пораженный болезнями, содержит микотоксины, а они представляют для здоровья большую опасность, чем фунгициды, используемые для борьбы с грибными болезнями. Например, зерно пшеницы, пораженное вертицилезом колоса не пригодно ни для пищевых, ни для кормовых целей (В.А. Захаренко, А.В. Захаренко, 1994).

Очень остра в мире проблема биологического азота. В США эту проблему решили, внедрив в кукурузном поясе сою. Чередование кукуруза -соя дает возможность при использовании удобрений под сою с преобладанием фосфора и калия над азотом и эффективных избирательных гербицидов (так как соя не конкурентоспособна к засорению), получать высокие и устойчивые урожаи высокого качества и при минимальных затратах труда на их выращивание. Так, по данным В.А. Захаренко, А.В. Захаренко (1994) 96% площадей, занимаемых кукурузой и 97% площадей, засеянных соей в США, обрабатывается гербицидами.

Возврат к традиционному земледелию, основанному на широком применении ручного труда, не может обеспечить достаточное количество товарного продукта, удорожает продукцию и, главное, возвращает население к такому образу жизни, при котором невозможно совмещение труда с учебой, занятием художественными ремеслами, творчеством.

Другая крайность - сроки перехода к "альтернативному" земледелию, необоснованная поспешность внедрения технологий, полностью исключающих использование минеральных удобрений и пестицидов. В обзоре, сделанном В.А. Захаренко и В.А. Захаренко сказано, что в развитых капиталистических странах приняты государственные программы по развитию "альтернативного " земледелия, рассчитанные на длительный срок и при поддержке государства. В 1988 г. в Дании осуществлена программа сокращений использования пестицидов в сельском хозяйстве на 50% к 1997 г. В Голландии имеется аналогичная программа снижения объемов использования пестицидов на 50% в течение 10 лет. Прорабатывается концепция сокращения объемов применения пестицидов в США на 35-50%.

Обычно в государственных программах предусматривается экономический механизм регулирования процессов перехода к "альтернативному" земледелию, в частности, стимулирование фермеров за консервацию земель, за сокращение средств химизации, возмещение экономического ущерба, связанного с переходом к менее интенсивному, но более экологичному земледелию.

Однако, к настоящему времени земледелие без применения минеральных удобрений и пестицидов в западных странах не выходит за пределы 1% (В.И. Кирюшин, 1996)

Молдова не из научных концепций, а в силу прерванных экономических связей лишилась возможности в полной мере применять достижения науки и техники. Не поступают удобрения и пестициды, стоимость последних возросла многократно, не поступает новая техника, которая дает возможность совершать несколько технологических операций за один проход по полю и применять пестициды последнего поколения. Так, гербицид глин против двудольных сорняков применяется в развитых странах в дозах 3-20 грамм/га, что на 2-3 порядка меньше прежних норм расхода, но для его точного внесения необходима специальная техника.

В таком же положении находятся и другие страны СНГ. Из обзора В.А. Захаренко (1997) известно, что в России разукрупнение хозяйств, спад промышленного производства и обеспечение сельских товаропроизводителей материально-техническими ресурсами вызвали существенный рост необрабатываемых бросовых земель. К 1997 году это составило 27 млн. га сельскохозяйственных угодий и 9,5 млн. га пашни, превращающихся в резервации сорных растений, вредителей и возбудителей сорных болезней. Суммарные потери от вредных организмов по В.А. Захаренко возросли в России с 76,6 млн. т. зерновых единиц в 1986-1990 гг до 106,1 млн. т. зерновых единиц в 1991-1995 гг.

В порядке увеличения опасности в России вредные организмы располагаются в последовательности: сорные растения > болезни > вредители.

Кукуруза как объект исследований выбрана оттого, что является одной из главных зерновых культур Молдовы и возделывается как пропашная, следовательно, в ее посевах в большей степени, чем в посевах пшеницы можно было проверить рабочие гипотезы. Сорняки занимают главенствующее место среди вредных организмов. Следовательно, кукуруза и сорняки вот те два главных объекта исследования, составляющие основу данной работы.

Нами проведены исследования с 1989 по 2003 годы. В диссертацию включены данные с 1989 года. Они охватывают часть периода чрезмерной интенсификации и механизации и часть переходного периода от одного типа хозяйствования к другому. Длительный срок учетов и наблюдений дает возможность сделать некоторые выводы.

1. Переход к экологическому (ландшафтному, устойчивому) земледелию должен быть постепенным.

2. Фитосанитарное состояния полей зависит в очень большой степени от соблюдения научно-обоснованных регламентов применения удобрений, пестицидов, средств механизации и набора сортов и гибридов, наиболее приспособленных к конкретным условиям.

3. Длительное применение гербицидов на одном и том же участке вызывает "гербицидоутомление" почвы. (Н.Г. Николаева, Г.Г. Букур, 1980). Для уточнения самого понятия и разработки способов преодоления этого ф негативного явления необходим системный подход, интегрированный метод фитосанитарной диагностики как основы комплексной оптимизации агрофона.

4. Урожайность кукурузы на 71% детерминируется массой сорных растений. Наиболее сильное отрицательное влияние оказывает просо волосовидное и щирица запрокинутая. Всходы щирицы (при большой плотности) вредоноснее проса, а негативное действие взрослых растений сильнее у проса волосовидного. По степени вредоносности, виды сорняков наиболее часто встречаются в большом обилии, можно расположить в следующем убывающем порядке: просо волосовидное, ежовник обыкновенный, щирица запрокинутая, щетинник сизый, марь белая.

5. Критический период вредоносности сорняков в посевах кукурузы это интервал между десятью днями после появления всходов кукурузы до 40 дней, то есть в течение месяца. Если сорняки в этот период не удалены, то потери урожая очень велики. Для того, чтобы получить и высокий урожай зерна кукурузы и снизить потенциальную засоренность почвы семенами ф сорняков и вегетативными зачатками многолетников, а также для того, чтобы почва получила максимальное количество органики, запахиваемой в почву при обработке, срок содержания посевов в чистоте необходимо продлить до 60 дней с момента появления всходов кукурузы.

6. Порог вредоносности - понятие сугубо конкретное, так как зависит от сочетания многих факторов: соотношение видов в агрофитоценозе, ф степень засоренности, условия года, биологические особенности возделываемого гибрида кукурузы, главным образом его способность к быстрому первоначальному росту и малая восприимчивость к угнетающему действию выделений всходов сорных растений. При сильном засорении и смешанном типе засоренности (а именно такой встречается чаще всего) наличие сорняков первые 30 дней после всходов кукурузы снижает урожай зерна на 40%, а при средней степени Ш засоренности на 12,5%. Дальнейшее присутствие сорняков может снизить урожай зерна кукурузы при сильной степени засоренности на 85,5% , при средней на 70,6%.

7. Степень чистоты посева от сорняков влияет на фитосанитарное состояние поля. В чистом посеве меньше вредителей и возбудителей болезней.

8. Против "гербицидоутомления" почвы эффективно внесение больших доз навоза и посев промежуточных культур, используемых на зеленое удобрение.

9. Вспашка влияет благоприятнее, чем обработка плоскорезом на • фитосанитарное состояние полей.

Ю.Севооборот - непременное условие экологически менее вредной интенсивной технологии.

Заключение Диссертация по теме "Защита растений", Ладан, Сергей Семенович

Выводы

1. В посевах кукурузы встречаются 70 видов сорных растений, формирующих ярово-корнеотпрысковый тип засоренности. В разных зонах Молдовы, встречающиеся виды относятся к разным классам постоянства. Система мер борьбы с сорняками должна быть направлена на регулирование численности и массы сорняков в посевах, прежде всего тех, которые относятся к III, IV,V классам постоянства (встречаемость соответственно 41-60, 61-80 и 81-100%). К этим классам в Северной зоне Молдовы относятся 20 видов, Центральной - 11 и в Южной — 17. Однако лишь восемь видов можно считать присутствующими повсеместно.

2. Вредоспособность сорняков не только колеблется в зависимости от погодных условий, но и зависит от флористического окружения, снижаясь в многовидовом агрофитоценозе. Мелкие сорняки выживают в агрофитоценозе благодаря выраженному отрицательному аллелопатическому воздействию, например, очный цвет голубой. Смешанный тип засоренности вредоноснее, чем злаковый или двудольный по отдельности. Однако, конкурентное значение каждого единичного растения у двудольных видов выше, чем у однодольных. Влияние совокупности всех экземпляров одного вида сорного растения на урожай культуры в агрофитоценозе наиболее сильно у злаковых однолетников. Например, просо волосовидное снижает массу кукурузы в большей степени, чем щирица запрокинутая. Вредоносность последней возрастает, если ее всходы опережают всходы кукурузы. Установлен синергизм вредоносного действия комбинации просо волосовидное + щирица запрокинутая.

3. Критическим периодом вредоносности сорняков является интервал в один месяц, начиная с десятого дня после появления всходов кукурузы, и кончая 40-м днем. Однако из за сильной конкуренции между кукурузой и сорняками этот срок может продлиться до 60 дней от появления всходов кукурузы. В последнем случае получается не только более высокий урожай зерна кукурузы, но и улучшается качество зерна, образуется на много большая суммарная фитомасса (почва обогащается органикой), до минимума снижается опасность увеличения запасов в почве семян сорняков и вегетативных зачатков многолетников.

4. Критерием оценки физиологического состояния кукурузы на любом этапе онтогенеза и ее способности конкурировать с сорняками служит общее содержание хлорофилла на одно растение. Между массой кукурузы и этим показателем имеется тесная положительная корреляция. Тенденция к снижению содержания хлорофилла служит сигнальным экспресс методом при принятии решения о методах управления агроценозом.

5. Недостаточный контроль плотности популяций сорняков приводит к увеличению повреждения кукурузы вредителями и болезнями, среди которых в Молдове наибольшее значение имеют серый южный долгоносик, стеблевой кукурузный мотылек и пузырчатая головня. В бессменных посевах кукурузы увеличивается количество перезимовавших особей долгоносика, их величина, плодовитость и продолжительность жизни.

6. Для кукурузного стеблевого мотылька установлена отрицательная корреляция между длиной ходов внутри стебля кукурузы и величиной урожая: г= - 0,89; меньшей величины корреляция между урожаем и количеством гусениц к уборке: г=-0,72, между количеством яиц на одно растение г=-0,56, еще меньше между количеством кладок на 100 растений и величиной уровня г=-0,46.

7. Вред, причиняемый пузырчатой головней, зависит от времени заражения растений, что влияет на место образования галлов и на их размер. Наиболее вредоносны крупные вздутия на стебле выше початка и на початке (потери урожая, на 50-80 %), стеблезамещающие вздутия и полное повреждение початков (потери урожая на 90-100%). Повреждения пузырчатой головней наибольшие в краткосрочном бессменном посеве (3-5 лет) и меньше в севообороте и в длительной монокультуре.

8. В очень благоприятные для кукурузы годы, разница в величине урожая между посевами разной длительности бессменности невелика. В длительных бессменных посевах кукурузы изменяется состав наиболее часто встречающихся вредных организмов: (увеличивается количество проволочников и ложнопро-волочников, повышается развитие фузариоза початков). В очень длительных бессменных посевах кукурузы значительно уменьшается разнообразие компонентов фитоценозов. С точки зрения фитоиндикации можно говорить о ксерофитизации сегетального компонента, свойственного более зоне сухих степей или полупустынь. Количество видов сорняков в севообороте - 56, в бессменных посевах - 9. Сравнение бессменных посевов длительностью 17-21 год и 44-48 лет свидетельствует об изменении видового состава и возрастании количества видов корнеотпрысковых сорняков с 2-х до 5-ти.

9. Сильная засоренность посевов кукурузы влияет на весь севооборот, снижая плодородие почвы, усиливая конкуренцию между сорными и культурными растениями и резко снижая хозяйственно ценную фитомассу агрофитоценоза. Кроме того, засоренность кукурузы отрицательно отражается на урожае всех культур севооборота особенно тех, которые не способны конкурировать с сорняками в последующих звеньях севооборота.

10. Использование фотосинтетически активной радиации изменяется в связи с технологией выращивания кукурузы. Интеграция гербицидов севооборота и вспашки на фоне удобрения навозом повышает КПД ФАР в 2,72 раза. Подбор соответствующих сортов и гибридов кукурузы, пригодных для возделывания по интенсивной технологии, дает самый высокий сбор продукции при наименьшем загрязнении почвы остатками гербицидов. Окупаемость гербицидов в севообороте намного выше, чем в бессменном посеве кукурузы из-за более низкой общей урожайности в последнем случае.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Ладан, Сергей Семенович, Санкт-Петербург

1. Андреева Е.И. Кондратьев Ю.А. О фунгицдном действии пестицидов и регуляторов роста растений // Химия в сельском хозяйстве. - 1982, №6, с. 29-31.

2. Белюченко И.С. Экология в терминах и понятиях. Краснодар, 2000, 495 с.

3. Бондарева В.Ю. Возделывание кукурузы на зерно в насыщенных севооборотах и бессменных посевах. Обзор МС Агроинформ. - М., 1986.-50 с.

4. Боровская М.Ф. Бактериальные болезни кукурузы в Молдавии // Селекционно-генетические исследования кукурузы и сорго в Молдавии. Кишинев, 1989. - С.89-102.

5. Боровская М.Ф., Матичук В.Г. Новые или редко встречаемые пятнистости листьев кукурузы грибной этиологии // Технология возделывания и урожай кукурузы и сорго. — Кишинев, 1989. С. 100119.

6. Боровская М.Ф., Матичук В.Г. Болезни кукурузы. Кишинев: Штиинца. - 1990. - 273 с.

7. Боровский М.И., Чалык Т.С., Мику Г.Е. и др. Селекция кукурузы // Кукуруза в Молдавии. Кишинев, 1985. - С.80-101.

8. Бошканян А.И. Влияние минеральных удобрений на урожай кукурузы при бессменном возделывании на карбонатном черноземе // Изменение плодородия почв Молдавии под влиянием сельскохозяйственного использования. Кишинев, 1984. - С.95-101.

9. Буколова Т.Т. К вопросу о механизме действия водорастворимых колинов сорных растений на культурные // Физиолого-биохимические основы взаимодействия растений в фитоценозах, вып. 2. Киев: Наукова думка, 1971-С.66-69.

10. Буколова Т.Т. Структурно-физиологическое действие активных веществ остатков культурных и сорнвх растений: Автореф. дисс. канд. биол. наук. Киев, 1973. - 24 с.

11. Бур дин К.С. Основы биологического мониторинга. М.: Изд-во МГУ, 1985.

12. Вайнерт Э., Вальтер Р., Ветцель Г. и др. Бионидикация загрязнений надземных экосистем. М., 1988. - 350 с.

13. Ванькович Г.Н. Кукуруза и пшеница озимая в севооборотах Молдавии // Плодородие и обработка почвы в севооборотах. Межвузовский сборник научных статей. Кишинев, 1980. - С.5-9.16